手持喷涂设备的高压静电电源设计

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1、手持喷涂设备的高压静电电源设计第一章绪论1引言静电，是一种处于静止状态的电荷也可以说是不移动的电荷(移动的电荷就会产生电流)。当电荷都集中在一个物体上或其表面上时就产生了静电，由于电荷有正电荷和负电荷两种，所以说静电是可以分为两种的即正静电和负静电。当正电荷集中在一个物体上时就产生了正静电，当负电荷集中在一个物体上时就产生了负静电，但不论是正静电还是负静电，当带静电的物体与零电位的物体(接地物体)或者与拥有电位差的物体接触时都会产生电荷转移的现象，就是平时我们所说的火花放电现象。比如说北方的冬天由于天气特别的干燥，人体就很容易带上静电，当人体接

2、触到其他人或者金属导电体时就会产生放电现象。人体会感受到像触电一样，有那种被针刺的感觉，晚上还会看到火花产生，这就是因为纤维衣服与人体摩擦时会使得人体带上正静电。(初中物理课本上的知识：橡胶棒与毛皮摩擦后，橡胶棒就会带上负电荷，毛皮则相应的带上正电荷)[1]。在某种意义上来说静电辐射对人体健康是有一定影响的，但是我们不能决断的把所有的静电辐射都认为是对人体有害的，对人体健康不利的是正静电辐射，而负静电辐射则对人体健康不会产生危害。说到辐射，人们第一反应肯定是核辐射。核辐射主要有α粒子、β粒子、γ粒子的辐射，&a

3、lpha;粒子主要成分是质子或质子聚合物，大家都知道质子是带正电荷的，因此，谈到核辐射我们都很害怕。而且我们都知道核辐射是对人体有害的，所以我们肯定会认为静电对人体健康是有害。但是这么不负责任断定的说静电一定危害人体健康是不正确的，在医院和临床上得到很好运用的静电治疗仪就是利用负静电去治疗某些疾病的[2]。人体健康细胞都是带有负电荷的，血液中健康的红细胞、白细胞、胶体质点也都是带有负电荷的，细胞由于都带有负电荷所以细胞与细胞是相互排斥的，从而人体血液中的细胞一直是在悬浮相离状态下流动。所以说负电荷（负离子）不仅对人体健康是没有危害，而且还能够维

4、持人体正常的成长。.......1.2静电喷涂的原理静电喷涂是利用高压静电电场将带电荷的涂料微粒沿着电场的方向定向流动，使得涂料微粒能吸附在工件表面的一种喷涂方法。静电喷涂设备是由喷枪、喷杯和静电喷涂高压电源等组成。工作时静电喷涂的喷枪或喷盘、喷杯，涂料微粒部分接负电极，工件接正电极并接地，由于高压电源能产生高电压，所以在此高电压作用下，喷枪（或喷盘、喷杯）的端部与工件之间就形成一个静电场。涂料微粒所受到的电场力与静电场中的电压和涂料微粒的带电量成正比，而与喷枪和工件间的距离成反比，当电压足够高时，喷枪端部附近区域形成空气电离区，空气激烈地离子

5、化和发热，使喷枪端部锐边或极针周围形成一个暗红色的晕圈，在黑暗中也可以明显的看见，此时空气会产生很强烈的电晕放电。如图1-1所示：涂料中的树脂和颜料大部分都是由高分子有机化合物组成的，大部分都是导电的电介质，溶剂形涂料除了树脂和颜料外还有有机溶剂、助溶剂、固化剂、静电稀释剂、及其他各种添加剂等物质。这类溶剂性物质除了苯、二甲苯、溶剂汽油等，大部分都是极性物质，电阻率比较低，拥有一定的导电能力，它们可以使得涂料的带电性能得到某种意义上的提高。电介质的分子结构可以分为极性分子和非极性分子二种。由极性分子组成的电介质在受到外加电场的作用时，显示出电性

6、；由非极性分子组成的电介质在外好。涂料雾化后从喷嘴中喷出，被雾化的涂料微粒经过枪口的极针或喷盘、喷杯的边缘时会因为接触从而带上电，当经过由于电晕放电所产生的气体电离区时，将会再一次增加了它表面上的电荷密度。这些带负电荷的涂料微粒的静电场作用下，向接地的工件表面流动，并能沉积到工件表面上从而产生了非常均匀的涂膜。........第二章常见的喷涂电源简介2.1晶闸管供电电源最常见的ESP供电电源为单相晶闸管供电电源，其采用变压器原边电压控制。并通过50/60Hz的变压器升压得到40~100kV的高压，然后经过高压整流装置最终输出直流电压。变压器原边

7、的电抗器起到喷涂设备发生闪络时限流的作用。由喷涂设备的电容和电晕电流决定。由于闪络通常发生在喷涂设备峰值电压maxU附近，而maxU又受限于闪络电压，即maxU<F0U。这就意味着，随着纹波的增加，电晕放电的平均电压下降，并导致喷涂设备效率下降[8]。......2.2高频IGBT逆变电源伴随着半导体技术的快速发展，很快的出现了各种新型功率电子器件。绝缘栅双集型晶体管IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)就是在GTR和MOSFET之间各取其优点，避开它们的短板而出现的新型功率电子器件。它实际上就是用MOS

8、FET驱动双集型晶体管，从而不仅拥有MOSFET的高输入阻抗这方面优点而且还拥有了GTR的低导通压降这方面的优点。即能够产生高电压、大电流，并且其开关